Инструкции AVX2: полное руководство и примеры использования

AVX2 (Advanced Vector Extensions 2) - это набор команд для процессоров, предназначенных для ускорения работы с векторными операциями. Они предоставляют новые возможности для работы с целочисленными значениями, что позволяет повысить производительность программ.

Одной из главных особенностей AVX2 является возможность обработки 256-битных векторов данных. Это дает возможность обрабатывать несколько значений за один раз, что значительно ускоряет выполнение операций. В целом, AVX2 предоставляет около 50 новых команд для работы с целочисленными данными.

Рассмотрим несколько примеров использования инструкций AVX2.

1. Команда VPADDW (Add Packed Words) - используется для сложения элементов векторов.

c++
__m256i a = _mm256_set_epi16(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16);
__m256i b = _mm256_set_epi16(16, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1);
__m256i c = _mm256_add_epi16(a, b);

В результате выполнения этого кода, элементы вектора "c" будут равны 17, 17, 17, 17, 17, 17, 17, 17, 17, 17, 17, 17, 17, 17, 17, 17.

2. Команда VPMULLD (Multiply Packed Doubleword to Signed Quadword) - используется для умножения элементов векторов.

c++
__m256i a = _mm256_set_epi32(3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);
__m256i b = _mm256_set_epi32(2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9);
__m256i c = _mm256_mullo_epi32(a, b);

В результате выполнения этого кода, элементы вектора "c" будут равны 6, 12, 20, 30, 42, 56, 72, 90.

3. Команда VPSRLD (Shift Packed Doubleword Right Logical) - используется для сдвига элементов векторов.

c++
__m256i a = _mm256_set_epi32(0xdeadbeef, 0xcafebabe, 0xabcdef01, 0x12345678,
                              0x9abcdef0, 0x87654321, 0x13579bdf, 0xfedcba98);
__m256i b = _mm256_set1_epi32(4);
__m256i c = _mm256_srli_epi32(a, b);

В результате выполнения этого кода, элементы вектора "c" будут равны 0x0deadeb, 0x0cafebab, 0x0abcdef0, 0x01234567, 0x09abcde, 0x08765432, 0x013579bd, 0x0fedcba9.

Это лишь небольшой набор команд, доступных в AVX2. Применение инструкций AVX2 может быть очень полезно при работе со множеством данных. Однако, при использовании инструкций AVX2 необходимо учитывать требования к данным и организации кода, чтобы получить максимальное ускорение работы программы.